路桥设计论文范文

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在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求

关键词 桥梁设计; 预应力混凝土; 箱梁; 变截面连续梁 ;Midas桥梁模型

Abstract: The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character principle of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.

The continous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.

In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct , and the internal force distribution is reasonable to the design task.

Key words: bridge design; prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model

目 录设计原始资料…………………………………………………………………………….1

第一章 方案比选 ………………………………………………………………………2

第二章 上部结构形式及尺寸拟定 …………………………………………………5

一．主跨径的拟定 …………………………………………………………………… 5

二．顺桥向梁的尺寸拟定 …………………………………………………………… 5

三．横桥向的尺寸拟定 ……………………………………………………………… 5

四．桥面铺装 ………………………………………………………………………… 6

五．本桥主要材料 …………………………………………………………………… 6

第三章 桥面板的计算 …………………………………………………………………8

一．桥面板的设计弯矩 ……………………………………………………………… 8

二．悬臂板的内力计算……………………………………………………………… 11

三．桥面板的配筋…………………………………………………………………… 12

第四章 主梁内力计算…………………………………………………………………14

一．全桥节段的划分………………………………………………………………… 14

二．恒载活载内力计算……………………………………………………………… 17

第五章 主梁配筋计算…………………………………………………………………32

一．预应力筋的估算原理…………………………………………………………… 32

二．预应力筋的估算………………………………………………………………… 34

三．预应力筋布置…………………………………………………………………… 38

四．非预应力钢筋截面积估算及布置……………………………………………… 45

第六章 截面承载能力极限状态计算………………………………………………47

一．正截面承载力计算……………………………………………………………… 47

二．斜截面承载力计算……………………………………………………………… 47

第七章 钢束预应力损失计算……………………………………………………… 50

第八章 应力验算………………………………………………………………………… 56

一．短暂状况的正应力验算………………………………………………………… 56

二．持久状况的正应力验算………………………………………………………… 57

第九章 抗裂性验算……………………………………………………………………… 59

一．正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59

二．斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61

第十章 主梁变形计算…………………………………………………………………… 62

参考文献 ………………………………………………………………………………… 63

英文翻译 ………………………………………………………………………………… 64

致谢 ……………………………………………………………………………………… 90

致 谢 首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。

通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。

最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！

南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 宝石路5号桥 设计（论文）题目来源 设计（论文）题目类型　 起止时间 2008.12.1~2008.12.12 一、设计（论文）依据及研究意义：

桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。

二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）

本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。

三、设计（论文）的研究重点及难点

计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂

四、进行设计（论文）所需条件：

《结构设计原理》土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册

《预应力混凝土连续梁桥设计》 《桥梁工程》 《基础工程》 《桥涵水文》 《桥梁计算示例集》《桥梁上部结构计算示例（二）》

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1.1设计标准不高

我国道路桥梁设计对规范标准的要求并不高，进行施工就会对道路交通产生诸多不便或产生安全隐患，还会对桥型的美观程度造成一定的负面效应。所以设计时应充分的考虑这个方面，结合现场环境，很多时候都需要在桥梁的主梁或梁侧部分预留一定空间，为日后的施工打下良好的基础。

1.2管道预留空间不足

专用桥梁管道是每一座桥梁设计中必须要考虑到的方面，但在具体的设计和施工中往往是忽略这一点的。产生的原因主要是城市化所带来的人口压力过大或城市改造工程。城市改造工程很有可能产生管道预留空间不足的情况，而在很多时候我们只能采用少量的扩容处理，将桥梁管道在桥体之外，这样做的直接后果就是会对交通线产生不利影响，还可能影响到桥体的美观。遇到桥梁管道预留空间不足的情况时，再次开挖是比较适宜的方法，但一大弊端就是会加大工程的资金投入力度，同时也不利于交通情况。

1.3绿化带专项防水设计缺陷

桥梁工程必须具有一定的使用功能，除此之外还要有一定的美观性。所以桥梁绿化带专项防水设计应运而生。在设计桥梁结构的过程中，绿化美观需要在设计的考虑范畴内。通盘考量了所有的影响因素后，必须要保证桥梁结构使用性和美观性。

1.4结构设计选型问题

桥梁工程结构选型问题在设计中是比较重要的一个方面，满足视距和净空的要求的同时，还要具有美观的外形和科学合理的结构，这也视为桥梁结构设计的基本标准和原则，尽可能的打造出功能和美观于一体的桥梁工程，为城市平添一抹亮色。但在具体的设计时，关注实用功能的比较多，而忽视结构选型，结构选型不合理也就不足为怪了。

1.5装饰结构设计问题

我国的桥梁工程结构设计中安全材料不合标准的情况是比较常见的。一项工程要想成为精品，所使用的材料可以说是最为关键的，其是保障桥梁结构的安全运行根本。所以必须要保证装饰材料的可靠性，可以采用材料取样试验的方式来严把材料的质量关，为桥梁工程的安全运行保驾护航。

2道路桥梁结构设计要点

2.1主梁设计

不同于整体式简支梁结构，装配式简支梁结构最为重要的特点是可将预制独立构件进行运输与吊装，并且通过现场安装、拼接制梁。对于自动化、机械化施工技术的应用在设计中就可以完成，这样就大幅度的节省了施工成本，劳动生产力也有显著的提高，季节变化也无法对施工造成实质上的威胁。桥梁上部结构的主要承重构件就是主梁，一般的设计型式有T型和箱型，箱型结构主梁大多在预应力混凝土结构梁中应用。设计采用箱型结构主梁需要对主梁结构的间距与片数作要求，主梁间距与片数两者相互制约，即间距小则片数多、间距大则片数少。而主梁的高度及细部尺寸是以荷载的计算方法加以确定的，若主梁对称布置，梁身的荷载也是呈对称分布，此时要用杠杆法来计算，如若不然就要以偏心受压来计算。上述两种情况的相同之处是控制设计的标准是内力的最大值，要注意的是此标准不可作为主梁结构各个截面的最不利状况的受力计算，主要是因为很多不安全的因素夹杂在计算结构中。

2.2型式的选择应为桥台设计桥台结构设计的重点

在桥台结构的选择上，装配式简支桥梁主要有轻型桥台、钢筋混凝土薄壁桥台、埋置式桥台三种。轻型桥台结构型式体积较小，比较适合挡土的翼墙结构设计。钢筋混凝土薄壁桥台可设计将台身埋置于桥梁护坡中，这样不仅能够降低桥台结构受上部荷载的作用力，还能够使桥台留有足够的空间。但护坡容易受到洪水的侵袭使台身，所以设计时不可缺少的是对强度和稳定性的计算。

2.3桥墩型式选择

双柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是装配式简支桥梁结构设计的主要型式，单幅双柱式是最为常见的。鉴于以往的经验教训，设计时应谨慎选择桥墩结构型式，在岩溶性地质、桩基础施工难度比较大的地方应以实际情况为前提，减少桩基的设计，单柱单桩的设计是比较适合的。而在施工在河谷或容易受滚石威胁的地方时，设计的重点应该放在如何加强桥墩结构的整体抗撞击能力上，也比较适合单柱单桩设计。对于高位墩柱长桥，设计时应重点考量桥梁上部结构荷载累积变位的问题，这是双幅两柱整体下部构造设计是比较理想的。

2.4定线原则

（1）在1:10000比例尺的地形图上在起、终控制点间研究路线的总体布局，找出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌分布情况，尽量选择地势平缓地带，确定各种路线方案。

（2）山岭重丘地形，定线时应以纵坡度为主；而平原微丘地区地面自然坡度较小，纵坡度不受控制的地带，选线以路线平面线形为主，最终合理确定出公路中线的位置。

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2路桥设计中安全性与耐久性概述

近年来，随着路桥工程建设规模的不断扩大，路桥安全事故的发生也逐渐增多，例如桥梁坍塌事故，路面塌陷事故等，这对人们的生命财产安全带来极大的危害，严重的影响了和谐社会的构建。据调查，路桥工程在施工及使用过程中之所以会发生各种安全事故，其主要原因是在进行路桥工程设计时，路桥工程设计不合理，或者在施工过程中，施工人员没有严格的按照设计要求进行施工，从而造成路桥安全事故。在路桥设计中，由于设计人员没有对实际情况进行全面的考虑，在计算过程中出现数据错误等现象，对路桥设计质量造成严重的影响，从而引起路桥安全性问题域耐久性问题。在施工过程中，部分施工单位过于追求自身的利益，选用一些劣质材料，对路桥工程的正常使用造成影响。为保证路桥工程在使用期限内，能安全稳定的运行，就必须对路桥设计的安全性与耐久性进行认真的思考。

3路桥安全性与耐久性问题引起的危害

3.1造成巨大的经济损失路桥设计安全性与耐久性不足，会造成巨大的经济损失，因此，设计人员在进行路桥设计时，不仅要注重路桥的造型美观，更要注重其安全性、耐久性符合相关要求。随着路桥工程建设规模的不断扩大，对路桥工程投入的资金也不断增多，如果路桥工程的安全性、耐久性不能满足相关规定，就难以保证路桥发挥出应有的功能，甚至会发生坍塌事故，这就会造成巨大的经济损失。

3.2容易引起安全事故建设路桥工程的主要目的是为满通需求，促进社会的快速发展，加快各地区的贸易联系，为人们的生活提供方便。路桥工程建成后，会有很多行人、车辆过往，如果设计人员在进行路桥工程设计时，没有保证其安全性及耐久性，路桥在运行过程中，各项性能会逐渐下降，从而产生安全隐患，对人们的生命财产安全带来极大的威胁。

3.3扰乱社会的正常发展随着路桥工程的不断发展，各地区的连续越来越紧密，但目前社会上仍存在一些使用年限比较长的路桥，由于设计人员在进行路桥设计时，没有对其耐久性进行认真的考虑，导致这些路桥在长时间使用后，承载能力不能满足相关要求，从而出现桥梁坍塌等现象，对社会的稳定发展造成严重的影响。

4引起路桥安全性与耐久性不足的原因

4.1设计理念比较落后设计人员在进行路桥设计时，没有及时的更新自身的知识体系，扔用过去的设计理念进行路桥设计，从而导致路桥工程的安全性和耐久性不能满足相关要求。例如在新的路桥设计规范中，进行路桥设计时，要对路桥腐蚀问题进行思考，但有的设计人员没有对这部分知识进行学习，使得设计出来的设计方案不能满足相关要求。

4.2设计规范不完善在进行路桥设计时，设计人员需要严格的按照我国对路桥工程建设的相关要求进行，但当前的路桥工程建设规范仍存在一些漏洞。我国对路桥工程建设的规范是通过法律手段强制进行约束的，虽然能在很大程度上提高路桥的安全性及耐久性，但无法跟上时展的需求，导致工程验收竣工过程中出现各种问题。

4.3设计方案对安全性与耐久性考虑不足在进行路桥施工时，施工单位需要严格的按照设计方案进行施工，但由于部分设计人员在进行路桥工程设计时，没有对路桥工程整体结构的合理性进行考虑，而是从节省施工成本的角度进行思考的，导致路桥工程在施工过程中有一定的安全性及耐久患。有的设计人员过于看重路桥结构强度的计算，没有综合考虑结构的材料、构造、耐久性等因素，为路桥工程的安全性及耐久性留下一定的隐患。

5提高路桥安全性与耐久性的措施

5.1更新设计理念在新环境下，设计人员要加强学习，及时扩展自身的知识体系，更新设计理念，用最先进、最前端的设计理念进行路桥设计，从而保证路桥设计方案的科学性、合理性，确保路桥工程的安全性与耐久性设计符合相关规定。随着时代的快速发展，人们不仅对路桥工程的质量有很高的要求，对路桥工程的安全性和耐久性也有很高的要求，因此，设计人员要不断提高自身的综合素质，及时更上时代的步伐，在进行路桥设计时，认真考虑路桥安全性、耐久性问题，最大程度的保证路桥工程的安全性与耐久性。

5.2健全设计规范为确保路桥设计要求能符合时代的需求，要不断健全路桥设计规范，使得路桥设计有章可循。健全路桥设计规范不仅能为路桥设计的安全性与耐久性提供保障，还能通过法律手段对路桥施工进行有效地约束，避免出现施工管理不严格，造成路桥安全性、耐久性不合格的现象。

5.3确保设计方案的完善性设计人员在进行路桥工程设计时，要严格的按照路桥规范进行，设计人员要对路桥工程的实际情况进行认真的调查，确保整个路桥结构的合理性，设计人员要从路桥质量、安全性、耐久性等方面出发，构建合理的路桥设计方案，对于一些细节问题，要全面的进行思考，如在设计施工缝处理时，不能使用普通的橡胶支座，要是用橡胶活动支座。只有确保设计方案的完善性，才能为路桥工程的安全性、耐久性提供保障。

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2山区公路桥梁结构的选择

一座安全、经济、实用的山区公路桥梁的建成，离不开科学、合理并与之特点相符合的桥梁结构。山区由于地形地质情况比较复杂，沟深坡陡，且多为季节性深沟，因此，很多情况下公路桥梁设计不仅受地形地质条件限制，还受水文条件影响，因此最好采用高桥墩的构造形式，不宜采用路基方案[2]。山区公路桥梁大部分都要跨越山谷，如果采用高桥梁结构设计方式，不仅可以应对季节性洪水问题，利于稳定路基，还不易对周围环境产生影响，既安全又经济。

3山区公路桥梁设计策略

本文将山区公路桥梁设计分为上部结构设计和下部结构设计两部分内容，下面将具体分析上、下部结构设计策略，以及设计中应该注意的相关问题。

3.1桥梁上部结构设计

3.1.1结构形式的选择

在山区有着很多的季节性河流，为了跨越这些河流往往需要架设桥梁，使得桥梁在山区公路中占有很大的比重，无形中加大了成本投入。为了使成本投入经济又合理，施工方便，桥梁上部结构经常采用标准化的预制装配结构[3]。但是因为每个施工现场有着不同工程地质条件，设计方案也会有所不同，为此，以下将重点分析公路桥梁标准化、预制装配结构的设计内容。近几年，山区公路桥梁工程常用的预制装配结构设计方案的标准跨径基本有16m、20m、25m、30m、40m、50m等，横断面形式基本采用空心板、T梁、小箱梁等。如果桥梁跨径小于30m，可从空心板、T梁、小箱梁中任意选择一种横断面形式，但是如果跨径大于30m，最好选择T梁形式的横截面形式。山区公路桥梁一般对净空无严格限制，加上山区公路平面半径比较小，超高缓和段及竖曲线不可避免，如果选择空心板和小箱梁形式的横截面，架梁时不易调平一片梁的4个指支点。4个支点如果不在一个水平线上，可能导致支座受力不平衡[4]。所以，大跨径的桥梁应尽量选择T梁形式的横截面，条件允许时小跨径的桥梁也应该选择T梁式横截面，利于保持受力点平衡、稳定。在这里需要强调的是，由于山区受到地形限制，基本上不存在较好的运输和预制条件，但是50mT梁架设对运输和安装的要求很高，为此，山区最好不易选择跨径大于50m的桥梁结构。

3.1.2桥梁上部结构设计中需要注意的问题

（1）处理好跨径和墩高之间的关系从美学角度出发，桥梁跨径与墩高之间的比值应在0.5~1.0之间，即桥梁跨径如果是30m，墩高最好在15~30m之间。将桥梁跨径与墩高之间最佳比值固定在0.5~1.0间，原因在于这样的设计比较经济实用，既不影响桥梁外形的美观度，也能达到控制投资成本的效果。但山区公路地形变化频繁，不易根据墩高来决定跨径，应根据公路地形的变化情况选择一种跨径。但是，如果地形起伏变化非常频繁，也可以选择组合跨径。通常一个公路桥梁工程不止有一种跨径方案，这种情况下，要经过多方对比分析，选择造价低、质量有保障的方案。

（2）处理好上部结构与平面线形之间的关系若不能处理好上部结构与平面线形之间的关系，可能导致出现曲线桥。曲线桥一般表现为内外弧差和中矢高。在布置墩台径向时，内外桥梁因受到曲率半径的影响会出现梁长不等的情况，半径越小，内外梁之间长度差距越大[4]。为了有效解决这一问题，必须处理好上部结构与平面线形之间的关系，否则极容易影响到内外桥梁的等长情况，并最终导致出现曲线桥。针对内外弧差这一问题，可以采用以下两种应对措施：根据平面半径的变化适当调整梁长；不改变梁长的前提下，通过加大帽梁、封锚端或加长现浇连续段的方式以适应平面半径的变化。第一种应对措施设计简单，规格统一，但往往需要很大场地堆放预制梁，场地不仅不易寻找，而且管理起来难度较大[5]。如果采用第二种应对措施，在半径比较大时可以采用内弧长等于标准跨径布置，如果半径比较小，可以采用中线弧长等于标准跨径布置。针对中矢高这一问题，如果中矢高在10cm以内，一般可通过调整护墙内缘的方式适应平面线形。在中矢高超过10cm时，不易调整护墙，以免影响桥梁整体外形的美观度和消弱护墙功能。最好的解决方式就是按照实际曲线情况预制梁外缘，以此来适应平面线形。

（3）弯梁桥横坡设置问题在山区公路上看到的桥梁，平面上多呈扇形。为了使弯梁桥满足行车要求，要求在结构横断面上做成一个外弧侧高、向内弧侧倾斜的横坡。横坡的设置方法有两种：一种是将梁横断面上的每根梁肋做成不等高；另外一种是将梁横断面上的每根梁肋做成等高，然后将内弧侧做成倾斜，同时将桥墩盖也做成倾斜，利用支座垫石和梁底设置的楔形垫块所产生的力量使支座受力均匀，保持稳定。

（4）结构体系公路桥梁结构体系基本包括全钢构体系、全连续结构体系等几大类。全钢构体系如果应用于多跨梁桥，由于多跨桥梁的桥墩高相差很大，必须通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩的受力情况，这样必然存在着多种桥墩尺寸，不仅影响桥梁外形的美观，也不利于施工。全连续结构体系的舒适性比较差、墩台水平位移比较大，相应的墩柱尺寸也要比较大一些，既不利于节省材料也不利于结构优化。山区地形复杂，地形起伏变化比较频繁，因此桥梁多是弯桥或坡桥。无论是弯桥还是坡桥，作为曲线桥梁中的一种类型，在弯扭耦合作用下必然沿着某一点变形。如果采用全连续结构式的桥梁，当桥梁整体沿着某一点向下滑动时，必然不能保证桥梁结构受力平衡、均匀，如再出现支座脱空或破坏的问题，桥梁必然会受到前所未有毁坏[6]。从以上分析内容可知，选择某一种结构体系作为桥梁整体的构造并不是明智的选择。为了保证桥梁结构受力均匀、平衡，使用寿命长，设计人员应适当根据地形的高低合理调整墩高，保证中间桥墩较高，然后将刚度基本一致的相邻桥墩连接在一起，满足桥墩水平受力的要求，矮一些的桥墩则可通过设置滑板支座或橡胶支座以满足桥墩水平受力的要求，这样就可形成连续梁，无论是高桥墩还是矮桥墩，其受力性能都会得到有效的改善，桥梁整体也就能更加适应地形特点。由此，山区公路桥梁可以采用连续-刚构混合体系，既能满足桥梁的受力特点，又能适应平面线形。

3.2桥梁下部结构设计

3.2.1桥墩

桥梁跨径的大小决定着桥墩的高矮，一般情况下，矮桥墩设计由强度控制，高桥墩设计时要考虑稳定性问题。山区公路桥梁经常采用柱式墩，柱式墩中又分为圆柱墩和方柱墩。从外形来看，圆柱墩的外形比较好控制，质量也比较容易控制，也便于与桩基衔接。但方柱墩因为有棱有角，在外形上没有圆柱墩看起来那么美观，质量控制上没有什么区别，只要方法得当，桥墩质量都会得到有效控制。从受力角度来看[6]，在圆柱墩和方柱墩截面积相等的情况下，方柱墩的抗弯刚度一般要大于圆柱墩，有着比圆柱墩好的受力性。至于为什么存在这样一种情况，主要原因在于当桥梁结构体系为连续钢构时，方柱墩可通过调整墩柱两个方向的刚度以达到调整墩柱受力的目的。但是，圆柱墩每个方向的刚度都是一样的，受力性的调整效果会比较差。尽管方柱墩在调整受力性上有一定的优势，但也有一定的缺点。除了外形不够美观外，墩柱与桩基之间要通过桩帽来连接，无形中增加了工程量。所以，具体设计中应根据实际情况决定选择方柱墩还是圆柱墩。如果地面比较陡，可适当采用双柱墩以增加稳定性。

3.2.2桥台

通过对大量资料分析得到，山区公路桥梁桥台一般采用U型台、肋板台、桩柱式台，其中U型台最常用。U型台的设计要根据施工现场的地形、地质条件而决定，以达到减少工程量、适应地形的目的。如果施工现场地质条件比较恶劣，可以在U型台下设置桩基，维持桥台结构的稳定性。

3.2.3基础桩

基础是山区公路桥梁最常用的基础，除此之外，扩大基础也是比较常见的方式。在地形地质条件比较好的情况下，适宜采用扩大基础，桩基础适用于地质情况比较恶劣的情况。地质条件非常恶劣，则可采用摩擦桩[7]。如果桥梁架构在斜坡上，无论采用扩大基础还是桩基础，在设计时都应考虑基础扩散角和覆盖层厚度，以及在施工过程中可能出现的问题。桩基础的施工方法多为挖孔桩和钻孔桩。尽管挖孔桩造价比较低，但是由于其不适用于地下水位比较高、易形成塌孔的地质条件，为此，是否选择挖孔桩应根据实际情况来决定。

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2课程信息化教学设计分析

在进行课程信息化教学设计前，必须要进行设计分析，它是信息化设计的前提。课程信息化教学设计分析包括学情分析、教学目标分析、教学内容分析和教学方法手段分析。

2.1学情分析

在课程信息化教学中，学生是知识构建、知识吸收和内化的主体，是信息化课堂的主角，是与教师情感的交流者，与同伴学习的协作者、合作者，其学科基础知识和信息技术掌握程度，自主学习能力，信息技术应用能力和团队协作能力等直接影响信息化教学设计中各个环节[2]。因此，在学情分析中，必须从学生原有的知识基础、原有技能水平、信息化能力、思维认知能力、身心情感等各方面进行分析。在高职路桥工程类课程信息化教学中，学情分析的重要性体现得尤为突出。因为随着高考制度的改革，各高职院校生源类别多样化和结构多样化，其专业基础和学习能力差异性很大。以武汉交通职业学院为例，路桥工程类专业的有普通高考统招生、技能高考学生、单招学生、“3+2”中高职衔接培养学生等四种不同生源，技能高考学生、单招学生和“3+2”学生在进入高职以前已经学习了《工程测量》基本操作，且测量技能已经达到一定水平，而普通高考统招生在《工程测量》学习方面是零点起步，其学习基础完全不同。

2.2教学目标分析

教学目标分析决定了信息化教学设计的总方向，教学内容、教学策略、教学手段、学习情景和学习评价等选择和设计都要以教学目标为依据来展开[3]。教学目标分析对于高职路桥工程类课程而言，主要包括知识目标、技能目标、职业素养目标。以《工程测量》课程为例，其知识目标是让学生掌握高程、角度、距离、坐标等基本测量原理和方法，掌握控制测量、测图绘图、施工放样等基本流程和方法；技能目标是让学生掌握全站仪、水准仪、GPS等测量仪器的使用，具备解决工程建设中各种实际测量问题能力；职业素养目标是培养“下得去、留得住、能吃苦、干劲足”的测绘人。此外，对于不同的对象、不同的阶段和不同的内容，还需进行详细的教学目标分析。

2.3教学内容分析

在课程信息化教学设计中，通过教学内容分析，可以整合优化课程教学内容，项目条理化课程教学知识点和技能点，分清教学的重点和难点。以道路桥梁工程技术专业学习的《工程测量》为例，其教学内容主要分为：工程测量基础知识、基本测量技能、专项测量技能和综合测量技能，其中工程测量基础知识主要包括工程测量基本概念、点位确定基本原理和测量工作原则等，基本测量技能包括水准测量、角度测量、距离测量、坐标测量等，专项测量技能包括控制测量、测图绘图用图和施工放样，综合测量技能包括道路工程测量、桥涵工程测量、隧道工程测量、管线工程测量等。其中，对于整个课程而言，其重点在于通过基本测量技能的学习，专项测量技能的训练，提高其综合测量技能，难点在于综合测量技能的提高。此外，在每个教学项目中，还需对每个子项目教学内容进行分析，更加细化教学内容，更加明确教学重难点。

2.4教学方法手段分析

传统教学方法包括讲授法、谈话法、讨论法、指导法、演示法、参观法、练习、实验和实习作业等方法，其各有所长[4]。然而在信息化教学设计中，需根据学情分析、教学目标分析和教学内容分析的结果，根据学生和教学内容特点，根据课程信息资源积累量，学校信息化硬件环境和信息化教学平台建设现状，筛选能有效实现教学目标的教学方法。其中，特别需要总结传统教学方法很难解决的但是通过信息化技术手段等容易实现的教学难题。高职学生理论基础普遍较为薄弱，在专业课程教学中注重培养学生实践动手能力，训练其职业技能，以培养出高素质技术技能型人才。因此，在高职路桥工程类课程中，多采用以直观形式获得直接经验的方法，或者以实际训练形式形成技能、技巧的教学方法。例如，在《工程测量》教学中，采用传统的讲授法，出现了理论和实操脱离，内业和外业分离，软件和数据虚拟等问题，导致教师不好教，学生学不好。而信息化资源丰富直观、信息化手段方便快捷、信息化技术成熟普及，可以充分利用信息化资源，通过信息化手段，应用信息化技术，安排各个教学环节，综合应用项目教学法、演示教学法、仿真训练教学法等。

3课程信息化教学设计

3.1信息化教学情境设计

建构主义认为，学是与一定的社会文化背景（即情境）相联系的，学习者在实际情境下进行学习，可以使他们利用自己原有认知结构中的有关经验去同化或顺应当前学到的新知识，通过“同化”和“顺应”，达到了对新知识的意义建构[5]。因此，情境设计是信息化教学设计的第一设计环节。在课程信息化教学情境设计中，需要收集积累大量课程相关的信息素材，充分利用文本、图像、音频、视频、人工智能、三维建模等信息资源和信息技术，充分利用已有条件，设计创建情境，以此激起学生兴趣，激发学生联想，完成知识的“同化”和“顺应”。信息化教学中情境创设的方法主要有创设问题情境、创设故事情境、创设模拟情境、创设协作情境等方法。在课程信息化教学情境设计中，可以综合应用几种方法。例如，在《工程测量》“大比例尺地形图测绘”教学设计中，提出“生活中哪些地方会用到地图？”，“从百度地图中我们能得到什么信息？”“手机中地的百度地图、高德地图等是怎么产生的？”等一系列的提问，让学生打开自己的手机地图，展示各个城市的交通旅游地图等，让学生在地图的环绕中，对地图产生过程产生浓厚的兴趣。在“坐标放样”中，设计由一荒地到高楼大厦建成的快镜头，虚拟施工现场场景，让学生在这种模拟情境中，担任测量主管、仪器操作员、施尺人、数据记录员等不同角色，让学生在施工现场的模拟环境中体验感受的不同角色。

3.2信息化教学实施过程设计

信息化教学实施过程设计是对教学步骤的分解与各个环节的时间分配，是信息化教学设计的重要环节，是教师“导演”与学生“演员”共同完成信息化课堂教学的脚本，直接影响信息化教学的效果[6]。高职路桥工程类课程具有知识实用性、职业针对性、目标多元层次性、课程内容动态更新性等特点。因此，在高职路桥工程类课程的信息化教学实施过程设计中，可以采取基于工作过程的项目化过程设计，它是以学生是学习过程的中心，以任务驱动，在教学中教师与学生互动，让学生通过独立地获取信息、制订计划、实施计划、评估计划，在自己“动手”的实践活动中,掌握专业知识，提高职业技能。例如，在《工程测量》“大比例尺地形图测绘”教学设计中，将完成一幅地形图的测绘为任务驱动，将教学过程设计为课程导入—视听体验—同步操作—技能训练—考核评价—互动交流—小结与作业等几个环节，并对每个环节进行了时间分配，让学生掌握了大比例尺地形图测绘流程，提高了测图绘图能力。在高职路桥工程类课程的信息化教学实施过程设计中需注意以下几点：在高职路桥工程类课程信息化教学实施过程教学过程设计中，必须以学生为中心，教师为引导，做中教、做中学，教学做一体，必须体现师生之间、学生之间的互动交流；信息化教学实施过程设计不同于课堂设计，它是课堂设计的扩展，包括课前信息素材的准备和课后反馈；课程信息化教学实施过程设计的教学过程设计并非一堂课的设计，而是一门课程的教学过程设计，需要融会贯通各个知识点，让学生在系统化的过程中掌握知识和技能，实现教学目标；信息化教学实施过程设计不能一成不变，需根据教学目标、教学内容、教学对象的不同进行灵活调整。

3.3信息化教学评价设计

教学评价是教学的效果反馈，对其设计直接反应教学的效果。通过教学评价，教师能够总结教学设计和教学方法的优缺点，了解学生的学习情况，以便因材施教，优化教学设计；通过课程教学评价，学生能够看到自己的学习成长轨迹，提高自己的学习积极性，总结自己学习经验，反思自己的不足[7]。在信息化教学评价设计中，可以利用数据统计工具自动化学生成绩、学生反馈等信息，使教学评价更加直观，减少工作量，提高效率；可以利用互联网+等信息技术手段，通过微博、微信、QQ等信息沟通方式，实现教学评价的及时性和多方位性。例如，在《工程测量》“大比例尺地形图测绘”中，根据“重结果，更重过程”的原则，设计了“突出过程，讲求实效”的考核机制，通过检查入库、考核表格、QQ评价等方式实现小组之间、组员之间、学生之间、师生之间的评价，还通过微博、论坛让校外专家、企业同行等评价学生地形图成果。在高职路桥工程类课程的信息化教学评价设计中需注意以下几点：信息化教学评价需以学生为中心，重结果，但更重过程，重视学生的参与度，兴趣和态度转变，以及思维能力的提升；信息化教学评价需跟踪学生发展，系统记录学生技能水平、实践能力、职业素养等成长记录，并根据学生变化动态调整教学评价方式；信息化教学评价需全方位、多层面、多样化，综合考虑学生、教师、家长、学校、社会等不同主体和层面；信息化教学评价后，必须提出有针对性的具体改进建议，以科学的、恰当的、具有建设性的方式反馈各主体，形成实施发展性的信息化教学评价机制。

4信息化教学的应用与实践

通过对道路桥梁工程技术专业单招省、普通高考统招生和技能高考生三类不同学生进行了学情分析，分解《工程测量》课程教学目标的知识目标、技能目标、职业素养目标，项目条理化课程教学知识点和技能点，分清教学的重点和难点，灵活采用教学方法，对《工程测量》课程设计了25个情境，制作了17个微课，设计了12个评价表格，综合应用视听感受、同步学习、任务驱动、仿真训练等手段，充分利用了网络、通信、多媒体等信息化技术手段，图片、视频、音频、文件、资料、图表和数据等信息资源，采用任务驱动安排教学过程各个环节，完成了60个课时的信息化教学设计。武汉交通职业学院工程测量专业三位老师根据信息化教学设计方案编写了教案，实施了信息化课堂教学，带领学生由浅入深，由感性到理性，通过“学中做、做中学、工学结合、学做合一”，让学生逐步掌握工程测量技能，突破教学重点和难点，实现教学目标，并逐渐形成“信息教学融合，技能素质并重”的特色。学生普遍反映感兴趣了，容易学了，老师普遍反映容易教了，效率也高了，《工程测量》教学测评的成绩居于全校前列。

5结束语

高职路桥工程类课程信息化教学设计方案，应用于实际课程教学，效果良好，但课程信息资源的积累、信息技术的充分应用、信息手段的更新、教学评价的合理优化等还需在今后的信息化教学设计中不断改进，也是今后努力的目标。

作者:刘莉淋 单位:武汉交通职业学院交通工程学院

参考文献：

[1]王钊.现代职业教育教学信息化的设计与实施[J].职教论坛,2014,(30):72-75.

[2]王亚玲.信息化教育理论体系的形成与重构[J].中国成人教育,2014,(05):22-23.

[3]王欣,杨泽伟.关于职业教育信息化及信息化教学设计的探讨[J].职教论坛,2014,(05):76-78.

[4]钟晓流,宋述强,焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究,2013,(01):58-64.

篇6

Abstract: with the rapid development of China's national economy, especially in the implementation of the western development strategy, the mountainous area highway is in rapid development period. The mountainous area highway construction for vehicle provides a good driving conditions, has greatly improved the mountainous area of transportation situation, based on the characteristics of the mountainous area highway, analyzes the often use the bridge structure of the body, from the upper structure of the bridge pier and, on the basis of the abutment, etc were discussed the mountainous area highway bridge design process problems needing attention. In order to actual engineering design is of some reference value.

Keywords: mountain; Highway; Bridge; design

中图分类号：U442.5文献标识码：A 文章编号：

1 山区高速公路桥梁的主要特点

山区高速公路的主要特点是地质、地形复杂。地形复杂主要表现为地面高差大，冲沟发育、横坡陡直；地质复杂主要表现为滑坡、岩溶、不稳定斜坡、陡崖、崩塌、煤矿采空区等不良地质。受这些方面的影响，路线布设时平纵横三个方面都受到约束，一般有平曲线多、平面半径小、纵坡大、桥梁比例高、横坡陡、半边桥和高挡墙多等特点。山区高速公路桥梁也相应具有上述特点，高墩大跨多，斜弯坡桥多，墩台形式多，施工场地狭窄、个别路段桥隧交替相连等特点。

2 山区高速公路桥梁的主要结构体系

为了保证行车的舒适性和结构的耐久性、适用性，山区高速公路桥梁体系一般采用先简支后连续或部分桥墩与主梁固结的连续刚构混合体系。由于山区桥梁墩高相差较大，如果采用全刚构体系，需要通过调整桥墩的线刚度来改善桥墩受力，这样会造成桥墩尺寸种类多，美观性降低，施工相对麻烦一些，所以全刚构体系采用较少。连续结构的一联不能设置太长，墩台水平位移较大，墩柱尺寸需设计的相对大一些，材料较费。根据地形特点，将连续梁中

间墩高较高，刚度相差不大的相邻几个桥墩与主梁固结起来，利用其柔性适应桥墩所受的内力，在较矮的边墩上设置滑板支座或橡胶支座，形成连续梁。

这样的连续一刚构体系，高墩、矮墩的受力性能都得到了改善。弯、坡桥在山区高速公路桥梁中较多，曲线梁桥在弯扭耦合作用下，具有沿某一不动点变形的趋势。单向行驶的大纵坡长桥在长期反复的汽车制动力作用下，梁体具有沿下坡方向滑移的趋势。如果采用全连续结构，即上、下部结构之间为橡胶支座连接时，这种滑移趋势会造成梁体受力不平衡，支座脱空甚至破坏的现象，从而导致梁体开裂。因此，山区高速公路桥梁宜采用先简支后连续结构或部分桥墩与主梁固结的连续一刚构混合体系，既要适应平面线形，又要适应桥梁受力特点。

3 山区高速公路桥梁设计要点

（1）与平原地区的高速公路相比，山区高速公路在地形、地质、水文条件等方面有着很大的差别，因此我们在设计桥梁时必须高度重视这些差别，尤其是在地形、地质方面。有时同一座桥在纵桥向的地质变化很大，在横桥向的地形变化很大，如不重视，很容易出现差错，因此在设计前一定要认真收集设计资料，做到心中有数，有条件时设计人员最好到实地调查一下。

（2）由于山区高速公路的地面高差变化较大，运输材料、机械比较困难，给施工带来很大的不便。所以我们在设计时一定要考虑到施工的可行性，因地制宜。

（3）桥梁设计要遵循“适用、安全、经济、美观、环保”的基本原则。现在随着国民经济不断提升“美观和环保”已受到越来越多关注。桥梁设计在注重安全性、舒适性、和耐久性的同时，应引人“环保、美化、人文”的理念，把高速公路桥梁的景观设计作为一项重要内容加以考虑。在保证桥梁使用功能的前提下，要尽可能地考虑到使建成后的桥梁与周围环境相协调，不对原有的环境造成破坏。设计时应开拓艺术创新思路，全方位、多角度地展示桥梁景观的美学效应，同时应维护生态平衡，保护珍稀动、植物及特有的地质风貌。对桥梁进行涂装时，不但要考虑与周边环境色调、桥梁造型相协调，还要考虑桥梁所在地区的民风、民俗。

4 上部结构设计

桥梁在山区高速公路中所占的比例较大，但一般情况下，特殊的大跨径桥梁较少。因此，对于数量众多的常见跨径桥梁，其设计原则就是尽量采用施工方便、造价经济的标准化、预制装配化结构。常用的大、中桥标准跨径有16m、20m、25m、30m、35m、40m、50m，常用的中、小桥标准跨径有6m、8m、l0m、13m、16m。上部结构形式主要有空心板、预制T梁、预制小箱梁等。一般情况，对于跨径小于30m的桥梁空心板、预制T梁、预制小箱梁等结构形式都可以采用，对于跨径为35m、40m、50m的桥梁，根据梁的受力特点，更宜采用T梁或者小箱梁。从造价上讲，20m跨径以下，用空心板截面的桥梁造价相对经济些；从桥下净空方面来讲，对于较小跨径且桥下净空不高时，空心板截面最适宜；从受力上讲，对于较大跨径40m、50m的桥梁，用T梁截面则更好，这种结构形式充分利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，减轻梁体的自重。小箱梁从造价、施工简便性还是受力等各方面看，可以说是介于空心板和T梁之间的一种截面。因此，对于跨径25―35m的截面，常采用的是小箱梁的结构形式。

5 桥墩设计

对于常见高度的桥墩，即墩高小于40m的桥墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩，其中又以柱式墩最为常用。柱式墩分圆柱和方柱两种。圆柱施工时外观质量易控制，与桩基衔接方便，而且箍筋对核心混凝土的约束作用较强。但是从美观角度来说，方柱棱角分明，与上部梁体协调，有一定的视线诱导性，较美观。从受力上看，截面积相等的圆柱和方柱，方柱的抗弯刚度要大于圆柱，受力优于圆柱，当体系为连续刚构时，方柱可以方便的调节两个方向的尺度来调整墩柱的刚度，从而达到调整墩柱受力的目的。

因此，对于常见墩高，设计中采用何种墩柱形式应根据具体地形、上部结构形式、墩高等因素综合考虑。一般矮桥墩的设计由强度控制，但当桥墩较高时，就必须考虑桥墩的稳定问题。在做高墩连续梁桥设计时，高墩的柔性必须考虑，防止结构发生失稳破坏。

6 桥台设计

山区高速公路桥台一般采用重力式u型台、肋式台、柱式台三种形式。根据《墩台与基础》规定，u型台控制的填土范围一般为4～l0mm，因此u台高度最好控制在l0mm之内。山区桥梁u型台一个显著特征就是横向、纵向横坡陡，为了适应地形，减少开挖，节约圬工结构方量，u型台设计时必须合理分台阶。由于桩柱式桥台的抗推刚度较小，当联长较长、台后填土较高时不宜采用，一般桩柱式桥台的台后填土高度宜控制在5m以下，联长宜控制在150m以内。

7 桥墩与路幅的关系

山区高速公路有整体式路基和分离式路基两种。目前路线选线越来越强调占地少、环保与景观协调的理念，除了中长隧道等设置分离式路基外，越来越多的采用整体式路基。整体式路基的双幅桥，一般情况下下部结构按照分幅单独设计，即双幅四柱。对于高墩长桥，为了减少开挖、增强边坡稳定性、节约材料，降低造价，整体式下部结构即双幅两柱不失为一种较好的选择。与双幅四柱相比，在桥墩截面积及横向宽度相当的情况下，整体式下部结构横向和纵向刚度是分幅设置的两倍以上，除了可以减少开挖、节约材料、施工方便外，还能减小墩顶位移。当然整体式下部结构帽梁跨度较大，还须考虑车辆双向行驶时扭矩影响，帽梁需要设置的大一些。一座桥究竟是采用整体式下部结构还是分幅下部结构，需要结合桥位处地形、地质、水文、墩高等多方面因素综合考虑。

8 基础设计

山区高速公路桥梁最常用的基础形式为扩大基础与桩基础。山区一般地质情况较好，采用扩大基础的情况相对较多，且宜采用分离式扩大基础。因为分离式扩大基础适应地形横坡，承载力亦能满足要求。斜坡上的扩大基础与桩基础必须考虑基础扩散角和覆盖层厚度以及施工时的相互影响。桩基础多为嵌岩桩和柱桩，地质情况较差地段可以采用摩擦桩。桩基础施工方法多为挖孔灌注桩。

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一个施工企业的机械设备管理工作正常开展需要一个健全的管理机制，同时对各部门人员职责有着清晰的定位。通常容易出现的情况是，施工过程因为项目性质存在叠加性，施工队伍编制存在不合理情况，管理结构过于模糊，人员的随意调动给施工带来众多困难。同时，机械设备管理工作不仅仅是施工现场的机械设备管工作，管理部门与基层单位不应该只因为单个业务而存在联系等概念模糊情况导致管理结构的过于散乱，甚至出现一人担任多职的情况，更严重的是，管理层与工作层间部门的不协调容易引起工作暂停的局面，使得设备管理工作难以开展。还有，某些施工企业因为机械设备管理制度存在缺陷，使得机械设备的相关工作处于空白状态，这有可能引发企业危机。

1.2设备管理工作不全面

在市场竞争日益激烈的建筑行业，建设单位越加重视人才与设备的储备以保证跟上社会提出的工程质量和工程进度的要求。施工企业对于机械设备的管理工作不重视，具体表现有以下几个方面：比如某些施工企业的设备过于陈旧，且为节省施工成本而不予以更换，这就容易导致施工技术面临瓶颈，使其严重落后于市场平均水平，成为企业在与其它企业竞争时的阻碍，制约了企业的发展，建议对于此类设备，应及时更换。还有，极个别施工企业为提升企业综合竞争实力不顾企业自身财政实力而高价买进先进的机械设备，这是不可取的。机械设备的购买应根据企业自身发展的需要，过于盲从不仅可能使新购置设备闲置，亦有可能浪费企业财政资源，而使企业财务处于负增长状态。同时，设备的维修工作应该有待加强。就总体情况来看，大部分施工企业不重视机械设备的保养防修工作，没有及时采取有效的保养措施使得设备维修管理往往处于“事后维修”的状态。“先保养后维修”意识的不强使得不能在早期发现机械设备故障并及时进行维护，以致引起公司财务损失。

1.3人才培养工作不到位

我国的建筑行业是一个较为年轻的行业，多数施工企业员工的知识结构不是很高，职业素养等方面有待加强。虽然目前很多施工企业都有了一定的规模，并且根据实际情况设立相关的部门，形成相对完整的工作结构，但是由于各部门间接受教育的水平不一，职业素养存在较大差异，使得在进行有效的管理时会发生困难，不能正常进行管理工作。但是，大多数企业过于注重短期投资，而忽视了长期投资带来的经济效益，要知道，企业优秀人才的培养是有利于未来企业的可持续发展的。然而，市场上常有的情况是企业因为看重综合实力带来的经济利益而利用大笔资金购买先进的机械设备以增强施工队伍实力，但是花费在人才培养等方面的的投资却显得过少。这样做会带来一个问题，人员知识水平的低层次不能适应机械设备的高层次，从而难以实现机械设备的现代化管理，最终难以实现企业的最初目标。

2强化路桥机械设备管理工作的方法

2.1完善企业管理体系

第一，建立科学的、系统的机械设备管理体系，统筹兼顾，综合管理公司的各项事务。适当调节专业管理与群众管理的比例，各司其职，强调和重视职员工作积极性的培养。第二，设置企业基本管理制度，即“三定”制度（定机、定人、定岗位责任），以便于每台机械的保管、检修等工作有人负责和管理。由于“三定”制度为良好开展机械化施工和管理工作提供前提条件，制度运行的效果对企业生产效率、经济效益有着非常大的影响，因此，企业应派遣专业人士负责每一个岗位，形成完整的管理结构同时需要保证其管理结构的完整，不轻易进行人事调整。

2.2加强设备管理工作

机械设备的保养、维修、使用是密切关联的。任何设备会在长时间使用后出现故障，从而导致故障率、设备使用寿命有所下降，因此，管理人员应根据机械设备的具体使用情况，密切配合施工部门工作，定期做好设备的保养与维修工作。同时设备管理部门应及时针对设备的工作情况针对设备作出添减，及时清理老旧设备，按需增添新设备，不仅要保证企业的施工工作的正常进行，同时要考虑企业额的经济效益等实质问题。对于某些机械设备因其技术含量高，仅仅凭借传统的修理模式已经不能达到修理的效果，因此，必须采用现代的修理方式，考虑其经济效益等情况开展维修工作，采用“视情修理法”，即根据设备的实际情况（规格参数、故障因素、故障位点等），在熟悉其故障情况的基础上进行状各项维修工作，此举不但保证了设备结构功能的完整，同时在设备正常投入使用的同时，发挥其良好的工作效益。企业可以为加强各单位的设备管理工作，可通过不定期评比活动对员工的工作情况进行考核，同时依照奖惩分明的原则对优秀个人进行奖励工作，此举不但有利于提高员工工作积极性，也有效促进企业设备管理工作的正常开展。

2.3加大人才培养力度

一般而言，良好的企业人才结构为企业的可持续发展创造了更大更广的空间，因此，企业应将人才培养事业作为本企业的一项长期服务事业，致力于企业的终身发展。首先，现代科技在高速运行的同时加快了机械设备更新换代的步伐，每一款新产品的推出，都意味着其自动化程度与技术含量有了进一步的提高，这便需要管理者的综合管理能力，能积极应对市场变化。因此，施工企业要想提高全体工作人员的专业素养，就必须从根本途径出发，采取“走出去、请进来、集中培训”的方案，以增强施工人员的专业素养、提升管理人员的职业技能为目标，为企业发展提供一批综合型人才，提升企业的综合竞争实力。其次，施工企业可以定期开展以设备管理、维修、操作为主题的理论研讨会，形成一个良好的、积极向上的学习环境，共同探索企业的发展之路。并依照施工的详细内容，通过参观学习、外出调研等形式，同时将经验交流等工作落实到位，以便于企业人员在掌握理论的同时结合社会生产实际，从而提高自身的职业素养。

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某立交桥跨越城市主干路处采用（30+51+30）m三跨变截面连续梁，桥梁上部结构为预应力钢筋混凝土箱梁，下部采用覫1.2m钻孔灌注桩群桩基础，中墩由2根1.5m×1.4m的矩形墩柱组成，墩高6.8m，墩底外到外全宽为6m。为提高主梁的横向稳定性及主墩自身的景观效果，在顶部3m范围内两墩分别向外倾斜，顶部全宽为7.3m。中墩为固定墩，墩顶设置固定支座，其余墩顶设置活动支座。桥梁横断面及基础平面图见图1。

2计算比较

2.1设计加速度反应谱比较根据《中国地震动参数区划图》，查得桥梁所在场地的设计基本地震动峰值加速度为0.1g，地震基本烈度为7度，区划图上的特征周期为0.35s（第1组），场地类别为Ⅳ类，反应谱特征周期为0.65s。按照《公规》及《城规》，分别计算水平向加速度反应谱Smax值，见表1。根据表1计算的水平向加速度反应谱Smax值，分别绘制水平向加速度反应谱，见图2。由图2可知，就水平向加速度反应谱而言，《公规》与《城规》的不同之处为：1）反应谱周期不同，《公规》为10s，《城规》为6s；2）反应谱平台宽度相同，高度《公规》比《城规》稍大，但在反应谱下降段，《城规》又比《公规》稍大。

2.2E1地震作用下墩柱抗弯能力验算比较在E1地震作用下，构件还处在弹性阶段，因此主要验算墩柱的抗压及抗弯强度。表3是依据《公规》和《城规》的计算结果，按偏心受压构件进行验算的结果。

2.3E2地震作用下墩柱变形能力验算比较在E2地震作用下，首先应判断墩柱的抗弯能力是否进入塑性状态。当进入塑性状态时，对墩柱截面的抗弯能力验算转变为对墩顶位移能力的验算。该桥在E2地震作用下墩底均进入塑性状态。对于横桥向，桥墩属于多个潜在塑性铰结构，《公规》和《城规》中都推荐采用非线性静力分析方法（Push-over）进行分析，因此墩顶容许位移计算结果是一样的。对于纵桥向，两规范的验算公式基本相同，但计算参数取值有所不同。其中，《公规》中计算等效塑性铰长度Lp的计算公式为Lp=minLp=0.08H+0.022fyds≥0.044fyds；（1）Lp=23b。（2≥≥≥≥≥≥≥≥≥）计算结果取两式的较小值；《城规》仅取前者的计算值。由以上公式可知，《公规》的等效塑性铰长度LP受到截面尺寸的约束，不会随着墩柱高度的增大而增大，而《城规》会随着墩柱高度的增大而增大。因该桥墩柱不高，所以两规范计算的Lp相等，均为82.6cm。《公规》和《城规》中对墩顶位移的计算均是将延性构件的截面改为等效刚度后，采用反应谱法进行计算，然后再根据结构周期对墩顶位移进行修正。其中：1）《公规》的调整系数c按表4取值。2）《城规》调整系数Rd的计算方法为：Rd=（1-1μD）T*T+1μD≥1.0，T*T＞1.0；Rd=1.0，T*T≤1.0；T*=1.25Tg。表5比较了不同周期下的位移修正系数值。由表5可知，对于短周期结构，《城规》比《公规》的位移修正系数大，且周期越短，比值越大；对于长周期结构，两者是相同的。两规范的墩顶位移计算值见表6。

2.4E2地震作用下墩柱剪力设计值比较在E2地震作用下，墩柱屈服后要按保护构件能力的大小验算墩柱的抗剪强度。《公规》的剪力设计值顺桥向与横桥向均是根据最不利轴力对应的抗弯承载力来计算；《城规》的剪力设计值，纵桥向与《公规》类似，但轴力取的是恒载作用的轴力，而横桥向两者计算方法有较大差异，《城规》采用的是迭代方法计算。对于塑性铰截面抗剪能力的计算，两规范都分别考虑了混凝土和钢筋的抗剪能力，但对混凝土的抗剪能力计算则差异较大。1）《公规》中混凝土抗剪能力的计算公式为：VC=0.0023f′c姨Ae；2）《城规》中混凝土抗剪能力的计算公式为：VC=0.1νcAe；νc=0Pc≤0λ（1+Pc1.38×Ag）fad姨≤min0.355fad姨1.47fad姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨姨；0.03≤λ=ρcfyh10+0.38-0.1μΔ≤0.3。根据两规范的计算公式可知，《公规》对混凝土的抗剪能力计算结果是《城规》的下限值。表7分别计算了两规范的剪力设计值及塑性铰截面的抗剪能力值（塑性铰加密区箍筋直径16mm，钢筋等级HRB400，间距10cm，同一截面纵、横向均为7肢）。由表7可知，由于《公规》基本忽略了混凝土的抗剪能力，因此在相同情况下，需配置较多的箍筋才能满足抗剪需求。

2.5E2地震作用下基础验算比较对于基础，均按保护构件能力进行设计。基础顺桥向、横桥向的弯矩、剪力和轴力设计值应根据墩柱底部可能出现塑性铰处沿顺桥向、横桥向的弯矩承载力、剪力设计值和墩柱最不利轴力来计算。当墩柱进入塑性状态时，基础内力的设计值仅与截面强度有关。其不同之处在于验算基础内力容许值时，《城规》规定在地震作用下的非液化土中，单桩的抗压承载能力可以提高至原来的2倍，单桩的抗拉承载力可比非抗震设计时提高25%；在验算桩基础截面抗弯强度时，截面抗弯能力可采用材料强度标准值计算。而《公规》中，非液化地基的桩基进行抗震验算时，柱桩的地基抗震容许承载力调整系数可取1.5，摩擦桩的地基抗震容许承载力调整系数可根据地基土类别分别提高系数。在验算桩基础截面抗弯强度时，截面抗弯能力仍然采用材料强度设计值计算。在E2地震作用下，群桩基础会出现偏心受拉，表8取1组代表值就两规范的验算结果进行了比较（桩径覫1200mm，混凝土等级C30，主筋直径25mm，主筋根数30，钢筋等级HRB400）。由表8可知，由于材料强度取值及提高系数差异，同一截面《城规》抗拉强度较《公规》有大幅度提高。

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前言

在高速公路进行建设所面对的建设环境是极其不同的，随着近年来，高速公路桥梁的建设在山区中得到了飞跃式的发展，这与在一般公路上建设的高速公路存在很大的区别。因为，在山区建设高速公路必须要克服种种复杂的地形问题以及水文、地质等等各个方面的问题，因此造成在山区建设高速公路存在很大程度的难度。在本文中，探讨了山区高速公路桥梁的设计问题以及相应的对策，其中阐述了关于山区高速公路桥梁的设计基本原则。

一、山区高速公路桥梁的设计原则

山区由于其具有着比较特殊的地形、地质、水文以及生态环境的条件，因此造成在山区高速公路的建设中出现许多方面的问题，首先在设计的时候，就会受到平面、纵面以及横面的限制。在对山区高速公路桥梁的设计过程中，需要运用到多种的平曲线形式，以及关于桥梁施工的比例。为了更好的协调好设计中每个细节以及山区地形地貌的关系，应当严格遵守相关的设计基本原则，包括了以下几个方面：

1、应当严格尊关于涉及桥梁上部的基本原则。

山区具有着极其复杂的地形与地貌特点，因此在山区建设高速公路的时候，务必确保公路线条的流畅，并且避免施工过高的投入成本。在设计的过程中，桥梁作为其中的一个关键组成部分，其占据着极大的比重。通常，在现有的山区所建设的桥梁中，其大部分类型是跨径形式的桥梁，由于特殊性的跨境桥梁比较罕见，难以适应在山区设计与建设的要求，也具有比较高的成本，为了确保施工的顺利开展，以及保证工程符合一定的经济性，常见性的跨径桥梁成为山区高速公路桥梁建设的首选。其次，关于桥梁横断面一般以空心板以及预制梁为主要的形式，对于跨径比较小的桥梁而言，空心板与预制梁两种形式的横断面都可以考虑，对于跨径比较大的桥梁而言，一般选择与质量形式的横断面为宜。第三，对于建设桥梁的工程，还要考虑到工程的建设成本问题，避免投入过高的成本造成资源浪费，要求工程符合一定的经济性条件，所以对于跨径比较小的桥梁工程，最好选择空心板形式的横断面。由此可见，在选择合适的桥梁横断面的时候，应当同时考虑到施工的便捷性以及工程的经济性。

2、应当严格尊关于涉及桥梁下部的基本原则。

桥梁的桥墩台设计属于桥梁下部的机构的设计，通常，多数的桥墩类型都是柱式墩，分为圆柱型与方柱型。圆柱型的桥墩外观质量比较容易控制，对于施工具有便捷性，而且在与其他部分衔接的过程中，操作极其方便，适用于平原地区的环境。而方柱型的桥墩比圆柱型的桥墩在美观性方面更具有优势，与桥梁的上部结构相配合更显的协调性强。再次，在两种桥墩的受力能力方面来看，在截面面积同等的条件下，方柱型具有更强大的刚度，因此其受力能力要比圆柱型更好。

二、山区高速公路桥梁设计的问题

1、缺乏完善的桥梁设计理念以及构造体系

在对山区高速公路桥梁设计的过程中，首当其中的工作任务就是对结构方案进行科学合理且经济的选择，详细地分析桥梁的结构，以及其构建和连接等各个方面的内容。然而，在关于山区高速公路桥梁的实际建设过程中，往往出现许多现实性的问题，一方面，负责山区高速公路桥梁设计工作的设计人员过度重视设计的计算需要，而忽略了对于现实中桥梁结构体系、构造以及材料等各方面的需要，另一方面，由于过多的人为因素出现，对山区高速公路桥梁从设计一直到现实的施工中，都缺乏对于桥梁整体结构的专业化认识，在桥梁设计的图稿上表达不清晰，所计划使用的桥梁建筑的混凝土的质量没有大道所规定的安全性标准，由此对雨山区高速公路的桥梁的安全性造成了严重的威胁。

2、施工以及管理的水平较低

山区高速公路桥梁建设施工水平过低，缺乏科学的管理制度与有效的管理方式。根据相关的调查报告显示，桥梁事故的发生原因主要在于桥梁施工的过程中没有严格遵守相关的法律规定，以及缺乏了严格的科学的管理，导致了施工方面的疏忽。施工以及管理的水平缺乏应有的标准，往往造成的严重后果就是带来桥梁使用的安全性的威胁，这些主要的施工问题包括了施工过程中偷工减料，使用此极品来建筑桥梁，这属于性质极其恶劣的施工行为，会带来建筑完成后的极大危害性。

三、如何优化山区高速公路桥梁设计

1、对于合理的设计方法进行选择。

结构设计方案的合理性体现在有效的保证并且提高了山区高速公路桥梁的使用安全性以及耐久性。桥梁的结构设计有两种，一种是大跨度的桥梁，另一种是标准跨度的桥梁。因为不同的桥梁结构设计具有着不同的控制因素，因此在具体的设计方案方面也存在着比较大的差异。通常情况下，采用标准跨度的桥梁的设计方案更为多见，该种设计方案具有着经济性以及施工便捷性等多方面的优点，因此在山区高速公路桥梁的设计中得到更为广泛的应用。

2、对于施工材料的科学性选择。

在设计与建造桥梁的过程中，桥梁的建造安全性保障关键性因素在于钢筋混凝土的质量，其对于桥梁结构的整体使用性、耐久性以及安全性产生着直接性的影响。要从根本上实现对于混凝土施工与桥梁制造方面影响关系的控制，不仅仅要严格遵守相关的规范来正常使用桥梁，而且必须采取构造的措施。

3、提高重视桥梁结构设计的程度。

不管处于建造桥梁的过程中，还是处于使用桥梁的过程中，自然环境都必然对其造成一定程度的影响，例如化学侵蚀。与此同时，随着桥梁建造时间延长，使用时间越久，其本身建造所使用的材料会出现退化，从而导致桥梁出现结构的变化，以致其结构与性能都受到一定的损坏。

结语

综上所述，在对山区高速公路桥梁的设计过程中，应当根据山区具体的地形地貌水文等环境特点，从不同的设计角度进行考虑，重视对于桥梁结构的合理选择，考虑到其不同的桥梁结构具有着不同的承受能力，必须确保桥梁的安全性以及经济性，及时解决设计过程中所遇到的问题，从而确保在实际施工的时候顺利进行，并且获取更好的建设成绩。

参考文献

[1] 陈奉民，汪宏，曾辉. 山区高速公路桥梁的设计体会[J]. 公路交通技术. 2008（02）

[2] 中交公路规划设计院主编.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[M]. 人民交通出版社， 2004

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中图分类号：U412文献标识码： A

1、我国公路桥梁设计现状

公路桥梁工程建设质量的好坏已成为人们逐渐关注的话题，但实际使用过程中，部分桥梁仅仅几年时间就不同程度地出现了桥梁结构安全问题。因此，在公路桥梁设计时应该综合考虑构造、材料等因素，采取切实措施加强桥梁结构耐久性设计。此外，还应须知，环境不一样、使用条件不一样、设计对象不一样，设计要求也就不一样，桥梁结构体系的布局和构造等方面也要完善进行调整。桥梁设计规范再详尽也无法也不可能涵盖应由桥梁设计人员解决的所有问题，桥梁设计规范更新再快也不可能完全适应新技术、新思想、新材料快速发展对桥梁设计提出的全新要求。因此，科学合理的公路桥梁结构设计除要满足桥梁设计规范基本要求之外，还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力。

2、桥梁设计中的安全性影响因素

2.1施工和管理水平不高

许多桥梁的短期内倒塌与破坏，已使国内工程界对于桥梁的安全问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于突然性的破坏性桥梁事件，多是由于施工质量未达到规范和设计要求，典型的质量问题主要有施工工艺不合格.材料强度不足等。对于一些桥梁存在的以次充好.偷工减料等严重问题，更是会造成致命的安全患。最普遍的，是大量的桥梁在还没有达到预期寿命时，就已经出现了严重影响正常使用劣化现象，尤其是一些桥梁，往往只使用了几年.甚至个别桥梁刚建成不久，就产生了严重的安全性问题，这些都与施工.管理水平低下有关。

2.2设计体系的不完善

目前，在桥梁设计体系上，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。大多数桥梁设计人员在进行作业时，只局限的满足于对结构强度计算上的安全性需要， 往往会忽视从结构耐久性.结构维护.结构材料.结构构造.结构体系等方面体现桥梁安全性，并且在设计―施工―使用过程中，经常会出现一些人为的错误，从而大大的削弱了保障桥梁安全性的力度。

有些桥梁虽符合了设计要求的强度，但是仅仅使用5--10年的时间就会因为耐久性而大大影响了桥梁安全性能。所以，桥梁设计时需要从材料和构造等各个角度来采取相应措施用以加强结构的耐久性。一个完整的设计体系，应当在面临不同环境.不同使用条件.不同设计对象时，对结构体系的布局和构造也是要不同的。即使规范再详细，也不能包括由设计人员来解决的全部问题；即使规范更新得再快，也不能适应新技术.新认识和新材料的快速发展。所以，合理的桥梁设计体系既要满足标准，也要求设计人员具备对结构本性的正确认识.丰富的经验和正确的判断力。

3、公路桥梁设计中存在的问题分析

目前来看，公路桥梁设计中主要存在着安全性与耐久性两个方面的问题，设计过程中出现这一问题的主要原因表现为设计理论与结构构造体系还不完善。当提到公路桥梁问题时，人们最先想到的就是施工过程中的问题，实际上在公路桥梁设计方面，尤其是公路桥梁安全性问题上还存在着很多需要改进的地方。对于一个工程项目而言，结构设计的最初任务就是要选择经济科学、合理的方案，其次就是结构与构件设计。通常情况下，主要是取用规定的安全系数与可靠性指标来保证公路桥梁结构的实用性与安全性。从实践来看，很多的设计人员一味地满足于规范对公路桥梁结构强度计算层面的安全度要求，严重忽视了从工程结构构造、结构体系、结构材料、结构耐久性、结构维护以及由设计、施工至投入使用全过程中，经常出现一些人为错误，最终还要采取另外的方式方法去加强结构的耐久性与安全性。设计过程中出现的主要问题有结构的整体性与延展性考虑不足；计算图式与受力路线的设计不明确；局部受力超标、混凝土的强度等级又太低、保护的层厚度不够、钢筋的直径太细以及构件的截面太薄。以上设计过程中忽略的问题，却成为削弱公路桥梁结构耐久性的主要原因，对于结构的安全性造成了严重的影响。从实践来看，虽然公路桥梁的设计但是可以满足相关的规范和规定，但经不起时间的考验。公路桥梁的安全性与耐久性设计是工程建设项目设计工作中的一项重要内容，因此应当重视。

4、公路桥梁设计中存在问题的解决措施

4.1重视桥梁的耐久性方案设计

从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域，国内从20世纪 80年代以来，修建了大量的斜拉桥：虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少。但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索。既影响了使用又增大了经济损失。需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关，这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素是来自设计上的缺陷，结构的耐久性设计与结构设计有着本质的区别，耐久性的研究应可以采用灰色分析法从定性分析向定量分析发展。强调使结果易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得较好的综合经济效益。

4.2重视桥梁疲劳损伤问题

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷。在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起 材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言。事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效，例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

4.3工程师能使结构物适应各种变化，采取各种措施使结构获得更强大的“体能”为交通服务。为解决这一问题，在设计和建造阶段就要挑战传统设计理念：对设计工程师要求结构设计时应使结构具有6大特性，即可检性，可修性，可换性，可强性，可控性及可持续性。因为如果建成的结构物，各个部件不可检查，不可更换，无法修复，不能控制，不加强，不可持续，那么结构在内、外因复合作用下，就会一天天衰退，破损，倒塌而“生命夭折”。

5、结语

总而言之，公路桥梁设计一定要结合实际情况选择科学的方案，桥梁设计中安全性与耐久性是一项最根本的指标，是任何桥梁工程建设中需要面对的问题，我们要积极借鉴国外成功的经验和做法，要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计，从而最大限度地保证桥梁工程的质量，造就人们满意的优质工程。

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中图分类号： X734文献标识码： A

引言：

近年来，随着我国经济的快速发展，我国的交通事业也是一片欣欣向荣，各种公路桥梁如雨后春笋般展现在人们眼前，为人们日常的工作、出行提供了越来越多的便利。然而，随着经济的发展，公路和桥梁的负荷也不断加重，虽然我国公路桥梁的设计已日趋成熟，但很多新建的公路桥梁由于对经济的高速发展有具体地考虑和准备，在设计中出现了一些问题，给人们的生命和财产埋下了巨大隐患。因此，在我国经济高速发展的时期下，十分有必要对公路桥梁设计中的问题进行分析。

1.设计方案的选择

公路桥梁设计方案的选择是其设计的前提和基础，因此若想在设计中达到预期地使用目的，方案地选择首要也是重要的。公路桥梁设计方案涉及的因素较多，其相互促进又相互制约，所以如何在这纷杂的系统中寻找一个平衡，进而选择一个最优化的方案是承建单位工作的重点。

1.1 设计方案选择要素

一般在公路桥梁设计方案的选择上，决策往往会从设计方案的经济性、技术性以及适用性考虑。

（1）经济性，即设计方案体现出的工程成本，工程工期要求等，比如若某项公路建设需要3年，决策者就会考虑这3 年内各种施工材料的市场行情变动等；

（2）技术性，即方案中的设计能否在具体施工中得以实现，尤其是方案中设计新技术情况时，更是决策者主要审核的地方；

（3）适用性，首先其是否符合国家相关法律法规的要求，同时建成之后能否对区域经济进行有益的促进。比如，若考虑不当，没有正确估计当地经济发展的后劲，进而导致公路或桥梁应用不久便超负荷运转，因此埋下不安全因素。

1.2 选择合理的设计方案

在设计公路桥梁主体项目之时，要依据安全性及耐久性作为目标，要选择合理的优化方案。因为公路桥梁工程范围比较广泛，不同地理环境、资源及气候等各种因素设计上也有明显差异。在设计之时，就要依据不同的环境地理气候做详尽分析，进而设计出不同结构形式，满足设计方案上尽量做到经济性与合理性。

2.公路桥梁设计的关键

在选择公路桥梁设计方案之后，就要对设计方案的关键问题进行具体分析，其主要内容包括两方面，一是公路桥梁的质量，即公路桥梁的安全性和耐久性；另一方面是公路桥梁的美观性。

2.1 公路桥梁设计中的质量问题

防范公路桥梁设计中出现质量问题，首先应对各施工阶段实施有效地监管，尤其是各种材料质量是否符合标准应严格把关，在此基础上开展工作。

2.1.1 公路桥梁设计的加固性

①地基的加固，即应在项目施工之前，对施工地点进行详细的地质勘查，然后根据地质状况以及施工需求，结合实际做出较科学和合理的设计图纸，尤其应注重地基易发生不均匀沉降的区域，并在设计中明确针对性地处理措施。

②裂缝的加固，即对路桥面的设计应严格把关，在具体的施工中，设计应要求施工所用车辆的载重，以免因为过度碾压而出现裂缝。另外，针对已经出现地裂缝，要联合公司管理层，查出导致裂缝产生的真正原因，进而实施相应的修补。

③伸缩缝的加固，比如梁端头局部破损的情况，应在设计时给予特殊的重视，在保证施工用料的质量以及施工方法的正确性的基础上，结合当地的气象天气针对性地设计符合实际的伸缩缝结构。

2.1.2 公路桥梁设计上关注耐久性

现在有许多公路桥梁较为严重的质量问题，经常带来各种不必要安全隐患。出现这种隐患根源就在于设计之前，并没有依据项目的特征要求，再结合周边环境、自身特征及使用后的交通量等各种因素，结合各个方面做综合预测与分析；由此可见在设计之前，不仅仅要关注设计强度达到标准、规范要求，还要考虑

设计项目的耐久性与安全性等各个因素。目前，我国公路和桥梁设计中，对于路桥耐久性设计并没有实际的效果，只存在概念性范畴，这不但是一些公路桥梁工程出现事故的主要原因之一，而且从综合经济的角度看，其也是十分不合理的。从对当前反映的公路桥梁耐久性差来看，其主要表现在水泥选用不合理，混凝土配合比不对，维护保养不当以及应力施加不合理等现象。影响公路桥梁耐久度的因素很多，比如，结构整体性和延性不足，冗余性小；计算图式和受力路线不明确，以至于局部受力过大；混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄、这些都是降低公路桥梁结构耐久性降低的因素，严重影响了其安全性。因此，在设计上应在满足经济合理、结构可行的基础上，保证材料质量合格、保证施工操作规范、保证结构整体协调统一，进而使公路桥梁实现长久安全。

2.2 公路桥梁设计的美观性

目前，我国公路桥梁建设已经日趋成熟，各种高难度作业工艺技术已经获得突破，与此同时，随着投资方对工程审美要求的不断提高，在保证质量的前提下，亦开始追求公路桥梁的美观性。对于公路桥梁的美观性一般工程公司都会参照周围建筑的建筑风格，力图融入整个建筑的大环境的前提下，成为新的标志性建筑。当然，在追求公路桥梁美观的同时，切不可以影响质量为代价，因小失大。

3.公路桥梁设计应考虑维护的可行性

从公路桥梁的关键指标加固性和耐久性来看，公路桥梁设计离不开施工的质量管理，尤其应重视桥梁和公路的维修养护工作，因为路桥面的铺装层是车辆的直接碾压和受力部位，长期的碾压下极易引起路桥面出现损坏。外国公路业曾做过关于高速公路的相关性实验，结果证明一条新修的、质量合格的高速公路，其使用功能会在其寿命达到75%时下降4 成，若此时不能及时对高速公路路面进行相应的养护，那么公路剩下的寿命时间即会再次下降4 成，直至彻底失去使用功能。比如一条高速公路的使用寿命是40 年，那么第30年，其寿命便达到了75%，路况功能性便下降了40%，如此就大大增加了公路维修成本，甚至造成不得不重建的尴尬局面。而若此时或在公路建设之初即采取合理的预防性维护，那么就会大大增加道路的使用寿命，经济上更能为后期维护省下几倍的金钱。对于公路桥梁的维护工作，可采取相应的措施，比如严格控制过往车辆的载重，坚决制止超载现象。另外，应以桥梁结构予以重点维护，进行定期的维护和保养，并进行有效的监督，对于已经出现的裂缝应及时采取措施。比如，对已建好的伸缩缝，应

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作者：张定马 单位：武汉中咨路桥设计研究院有限公司

由于山区高速公路对桥梁结构的美观要求相对较低，除跨越超高沟谷等特殊路段之外，根据经济性比较，常规预制结构的桥梁上部构造均采用技术成熟，施工便捷，吊装重量轻，造价节省的预应力混凝土T梁，先简支后结构连续或刚构体系。桥梁下部构造经济比较高度小于40m的桥墩当桥墩高度小于40m时，桥墩多采用柱式墩。柱式墩根据外形，分为圆柱和方柱。圆柱施工中外观质量容易控制，且与桩基连接方便，施工较方便。截面积相等的方柱和圆柱，方柱与圆柱的抗弯刚度之比为1．05∶1，从受力上看，方柱受力优于圆柱。方柱的缺点是墩柱与桩基之间是通过帽梁连接，增加了工程数量，并且山区地面横坡较陡，帽梁构造增加了边坡不稳定性。因而现在较多的选用圆柱墩，下面就桥墩高度小于40m时，通过不同跨径、不同墩高配不同桩柱尺寸桥梁的造价分析，得到桥梁经济性比较表(以半幅一联桥长计算，桩长考虑沿线地质情况差异后取加权平均值，20m，25m跨径桩长20m，30m，40m跨径桩长22m，均按端承桩计算)。使得其经济性最优。分析结果表明最佳跨径组合为:平均墩高在20m以下时采用20mT梁;平均墩高在20m～25m时采用25mT梁;平均墩高在25m～35m时采用30mT梁;而平均墩高在35m～40m时采用40mT梁。高度大于40m的桥墩一般矮墩设计由强度控制，但是当桥墩高度大于40m时，桥墩须考虑稳定问题。桥墩的稳定从失稳形态上分为面内失稳和面外失稳，从失稳时的平衡状态可分为支点失稳和极值点失稳，从是否考虑材料非线性及几何非线性又分线性失稳和非线性失稳。工程中习惯把线性稳定问题称为一类稳定，把考虑材料非线性和几何非线性稳定问题称为二类稳定。工程中一类稳定系数一般不小于4～5，但是一类稳定是假定构件为理想中心受压杆，实际结构由于施工、制造、安装等误差，很难达到这一理想状态，实际的桥墩轴线可能出现偏差，高墩在水平荷载作用下将产生很大的变形等。故考虑结构的初始缺陷、几何非线性、材料非线性的二类稳定分析更接近真实。因为二类稳定分析的最终状态达到塑性变形而破坏，因此，桥梁结构的二类稳定安全系数与强度安全系数是一致的，按照JTGD62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范，取荷载系数为1．2，设计强度对应的混凝土安全系数为1．25，结构工作条件系数为0．95，则要求钢筋混凝土结构的整体安全系数不小于1．2×1．25/0．95=1．58，即二类安全系数也要求不小于1．58。按照上述原则，对高度在40m～80m之间的桥墩作稳定性分析(高度大于80m时，一般选用连续刚构桥型)。

一般当路基中心填方高度大于20m时，须做桥梁和路基方案的比较。当地形为“U”形且横向坡度较陡，路基边坡要放较远时，填土运距远，考虑到土方数量及边坡稳定性，此时可采用架桥方案。当地形为收敛较快的“V”形峡谷，且与隧道相近，为消化隧道废方，路基方案比桥梁方案更具有经济性、环保性、安全性。因为废方可以就地消化，有利环保;填方运距很近，经济上占优;“V”形峡谷纵向坡度较陡，场地局限，若架桥，施工难度大。因此，对于填土高度大于20m的路段，应根据地形、地质条件综合比较后决定是否设置桥梁。陡边坡上的桥梁设计山区高速公路地形横坡陡峭，有时候半幅路填方较高，另外半幅路处在浅填或者挖方上。此时就需要半幅路设置桥梁，半幅路设置路基。做路基的部分需要设置挡土墙。桥台由于山区地形、地质的特点，一般横、纵向坡度较陡，岩层较浅，持力层较好。为了能够台前放坡，减少开挖，桥台尽可能采用重力式U形桥台，扩大基础。在地势较平坦、坡度较缓、地质较差的地方，可采用柱式台、肋板台，桩基础。当地势很陡、地质较差，不能采用上述3种桥台的情况，可采用U台配桩基础。U形桥台台后填土高度一般控制在8m以内，柱式台、肋板台台后填土高度分别控制在5m，12m以内。U台应根据地形在横、纵桥向分别设置合理台阶，以减少开挖，节约圬工量。支座设置山区高速公路桥梁桥墩一般较高，考虑山区高速公路纵坡较大，常年温度作用下，上部构造有向下坡移动趋势，增加主梁纵向限位措施，如墩梁固结的方法来防止主梁运营期间纵向滑移。

在分联墩或者较矮的桥墩上设置支座，支座应考虑曲线桥由于扭矩造成的支反力外，还需考虑曲线桥变形引起的变位方向的差异，可以设置盆式支座来满足上述要求，同时盆式支座较板式支座的寿命长，也可避免高墩支座检修的麻烦。伸缩缝的设置曲线桥由温度变化、混凝土收缩、徐变引起的伸缩，会因内外侧梁长不同而不同，造成曲线桥梁比直线桥梁的伸缩量要大。此外，还需考虑长大纵坡下梁体向下坡位移的影响。故曲线、长大纵坡桥梁所选用伸缩缝的伸缩量要比常规桥梁大。以高墩、曲线、大纵坡为特点的山区高速公路装配式桥梁的设计，应充分考虑高墩的稳定性以及曲线、大纵坡给桥梁结构带来的附加力。注意曲线扭矩、大纵坡水平力、弯坡组合下的动态增量对结构的影响。